详解AUTOSAR BSW通信机制：基于Vector的DaVinci案例分析

AUTOSAR BSW通信模块详解

本篇博客将详细介绍AUTOSAR（Automotive Open System Architecture）中的BSW（Basic Software）通信模块，着重解释其功能和模块之间的接口。我们将以基于Vector DaVinci工具链的实例进行说明。以下是博客的目录：

1. 概述
2. COM模块
3. PDU Router模块
4. IPDU Mux模块
5. CAN Tp模块
6. CAN Interface模块
7. CAN Driver模块
8. Trcv Driver模块
9. 数据流程示例
10. 接口列表
11. 结论

1. 概述

AUTOSAR是一种开放式汽车系统架构标准，旨在提供可重用、可扩展和互操作的汽车软件解决方案。BSW通信模块是AUTOSAR架构中的一部分，负责处理应用程序与车辆总线之间的数据通信。

2. COM模块

• 作用与功能：COM模块是应用程序与通信模块之间的接口。它将应用层发送的数据传输到下一级通信模块，并将接收到的数据传递给应用层。
• 接口：
  • sendData()：应用层调用此接口将数据发送给COM模块。
  • receiveData()：COM模块调用此接口将接收到的数据传递给应用层。

3. PDU Router模块

• 作用与功能：PDU Router模块负责将COM模块下发的信号数据分配到相应的协议总线上，或将不同协议的数据转换为统一的信号发送给COM模块。
• 接口：
  • routePDU()：PDU Router模块通过此接口接收来自COM模块的信号数据。
  • sendPDU()：PDU Router模块通过此接口将数据发送到不同的协议总线。

4. IPDU Mux模块

• 作用与功能：IPDU Mux模块用于解析特殊协议（如CAN FD或用户自定义协议），提供统一的CAN ID，并处理不同信号布局。
• 接口：
  • parsePDU()：IPDU Mux模块通过此接口接收来自PDU Router模块的协议数据单元（PDU）。
  • mapPDU()：IPDU Mux模块通过此接口将解析后的数据映射到统一的CAN ID。

5. CAN Tp模块

• 作用与功能：CAN Tp模块用于处理分包数据传输和错误检测，在诊断过程中使用频率较高。
• 接口：
  • transmitData()：CAN Tp模块通过此接口将数据进行分包并传输。
  • receiveData()：CAN Tp模块通过此接口接收传输的数据并进行错误检测。

6. CAN Interface模块

• 作用与功能：CAN Interface模块与硬件无关，主要负责配置收发队列、帧组装（对于FlexRay）以及管理时间触发总线的调度表（对于LIN和FlexRay）。
• 接口：
  • configureQueue()：CAN Interface模块通过此接口配置收发队列。
  • assembleFrame()：CAN Interface模块通过此接口对数据进行帧组装（仅适用于FlexRay）。
  • manageScheduleTable()：CAN Interface模块通过此接口管理时间触发总线的调度表（适用于LIN和FlexRay）。

7. CAN Driver模块

• 作用与功能：CAN Driver模块是对主芯片上的CAN模块进行驱动封装的模块。
• 接口：
  • transmitMessage()：CAN Driver模块通过此接口立即发送报文。
  • receiveMessage()：CAN Driver模块通过此接口接收硬件中断并传递数据给CAN Interface模块。

8. Trcv Driver模块

• 作用与功能：Trcv Driver模块用于驱动外置CAN收发器，与CAN Driver模块不同。
• 接口：
  • transmitMessage()：Trcv Driver模块通过此接口立即发送报文。
  • receiveMessage()：Trcv Driver模块通过此接口接收硬件中断并传递数据给CAN Interface模块。

数据流程示例

以下是基于上述模块的数据流程示例：

发送数据流程：

1. 应用层调用COM模块的sendData()接口发送数据。
2. COM模块将数据写入PDU Buffer中。
3. PDU Router模块立即或按周期发送PDU，并根据总线类型将PDU发送到不同的下级模块。
4. Interface模块根据通道将报文写入不同的队列。
5. Driver模块根据报文的优先级立即发送报文。

接收数据流程：

1. 硬件接收报文。
2. Driver模块发出Rx中断并通过RxIndication接口将数据传递给Interface模块。
3. Interface模块将数据传递给PDU Router模块。
4. PDU Router模块将数据传递给COM模块（如果SWCs使用Data ReceptionTrigger，则通知RTE；否则将数据暂存到Buffer中）。
5. RTE读取信号数据，然后应用层读取数据。

接口列表

下面是BSW通信模块中各个模块的接口列表：

COM模块接口

• sendData()

  • 输入：应用层数据
  • 输出：无
  • 功能：将应用层数据发送给通信模块

• receiveData()

  • 输入：接收到的数据
  • 输出：无
  • 功能：将接收到的数据传递给应用层

PDU Router模块接口

• routePDU()

  • 输入：来自COM模块的信号数据
  • 输出：无
  • 功能：将信号数据分配到相应的协议总线

• sendPDU()

  • 输入：需要发送的PDU数据
  • 输出：无
  • 功能：将PDU数据发送到不同的协议总线

IPDU Mux模块接口

• parsePDU()

  • 输入：来自PDU Router模块的PDU数据
  • 输出：无
  • 功能：解析特殊协议的PDU数据

• mapPDU()

  • 输入：解析后的数据
  • 输出：无
  • 功能：将解析后的数据映射到统一的CAN ID

CAN Tp模块接口

• transmitData()

  • 输入：需要传输的数据
  • 输出：无
  • 功能：将数据进行分包并传输

• receiveData()

  • 输入：接收到的数据
  • 输出：无
  • 功能：接收传输的数据并进行错误检测

CAN Interface模块接口

• configureQueue()

  • 输入：收发队列配置参数
  • 输出：无
  • 功能：配置收发队列

• assembleFrame()

  • 输入：需要组装的数据
  • 输出：无
  • 功能：对数据进行帧组装（仅适用于FlexRay）

• manageScheduleTable()

  • 输入：调度表管理参数
  • 输出：无
  • 功能：管理时间触发总线的调度表（适用于LIN和FlexRay）

CAN Driver模块接口

• transmitMessage()

  • 输入：需要发送的报文
  • 输出：无
  • 功能：立即发送报文

• receiveMessage()

  • 输入：接收到的硬件中断数据
  • 输出：无
  • 功能：将接收到的数据传递给CAN Interface模块

Trcv Driver模块接口

• transmitMessage()

  • 输入：需要发送的报文
  • 输出：无
  • 功能：立即发送报文

• receiveMessage()

  • 输入：接收到的硬件中断数据
  • 输出：无
  • 功能：将接收到的数据传递给CAN Interface模块

结论

本篇博客详细介绍了AUTOSAR BSW通信模块的各个模块及其功能和接口。从应用层到底层硬件，数据在通信模块中的传递流程清晰可见。通过COM模块，应用层可以与通信模块进行数据交换，无需关心数据是通过哪种总线传输的。PDU Router模块负责将信号数据分配到相应的协议总线上，同时也可以将不同协议的数据转换为统一的信号上传给COM模块。

IPDU Mux模块用于解析特殊协议的PDU数据，并将其映射到统一的CAN ID。CAN Tp模块处理分包数据传输和错误检测，在诊断过程中发挥重要作用。CAN Interface模块与硬件无关，负责配置收发队列、帧组装（对于FlexRay）以及管理时间触发总线的调度表（对于LIN和FlexRay）。

CAN Driver模块封装了主芯片上的CAN模块的驱动，用于发送和接收报文。Trcv Driver模块则是驱动外置CAN收发器的模块。

通过本篇博客，读者可以了解AUTOSAR BSW通信模块中各个模块的功能和接口，以及数据在模块之间的传递流程。这对于理解和开发基于AUTOSAR标准的通信系统具有重要的参考价值。